(57)【要約】【課題】反応剤の一つとしてアルカリ金属を用いる反応を行い、反応済液中に含まれるアルカリ金属を酸化処理して、アルカリ金属を消失させる処理において、処理による反応で発熱して反応物が変質する問題、及び水等の水素含有物質を酸化物として用いる場合に水素発生による多量の発泡により、処理に長時間を要する問題を解決する。【解決手段】処理槽内に反応後のアルカリ金属含有液又は、酸化物質を噴霧又は微細流れとして導入する機構と、消泡および混合のための攪拌機構と、前記アルカリ金属含有液と前記酸化物質の反応によって生じる、処理槽内の温度変化を検出する機構と、処理槽内の温度を調整することが可能な温度制御機構を設けることにより、処理時の温度制御が可能となり、消泡に要する時間も短縮可能である。また、別の方法として、反応部分から導かれた管状の部分に合流する形で、前記酸化物質を加える管を設けることで同様の効果が得られる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属を含有した液を反応剤の一つとして用いる反応系によって反応を生じさせた後、残存した余剰の前記アルカリ金属を消失させるために、水等の酸化物質を加える処理を行う処理装置において、処理槽内に反応後のアルカリ金属含有液又は、前記酸化物質を噴霧又は微細流れとして導入する機構と、消泡および混合のための攪拌機構と、前記アルカリ金属含有液と前記酸化物質の反応によって生じる、処理槽内の温度変化を検出する機構と、処理槽内の温度を調整することが可能な温度制御機構を有することを特徴とするアルカリ金属含有液の処理装置。
【請求項２】
請求項１において、前記温度制御機構が、前記酸化物質の処理槽内への導入量調節機構であることを特徴とするアルカリ金属含有液の処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記温度制御機構が、前記アルカリ金属含有液の処理槽内への導入量調節機構であることを特徴とするアルカリ金属含有液の処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記温度制御機構が、前記処理槽に設けられた冷却ジャケット及び前記冷却ジャケット内を流れる流体の流量調節機構であることを特徴とするアルカリ金属含有液の処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記アルカリ金属が金属ナトリウムであり、前記アルカリ金属含有液が金属ナトリウムを油中に分散させた液、又は金属ナトリウムを油中に分散させた液が前記反応系中で他の物質と混合した液であり、前記酸化物質が水であることを特徴とするアルカリ金属含有液の処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記アルカリ金属含有液と前記酸化物質の反応によって生じる泡の位置を検知するために、処理槽内に電気伝導度を検知する機構を設けることを特徴とするアルカリ金属含有液の処理装置。
【請求項７】
アルカリ金属を含有した液を反応剤の一つとして用いる反応系によって反応を生じさせた後、残存した余剰の前記アルカリ金属を消失させるために、水等の液状酸化物質を加える処理を行う処理装置の運転方法であって、反応後のアルカリ金属含有液と酸化物質を混合する処理槽内に設けられた温度変化検出機構によって、処理槽内の温度変化を検知し、この情報に基づいて、温度制御機構によって前記温度変化を打ち消すように処理槽内の温度を調整することを特徴とするアルカリ金属含有液処理装置の運転方法。
【請求項８】
請求項７において、処理槽内に、前記酸化物質を間欠的に噴霧して導入することを特徴とするアルカリ金属含有液処理装置の運転方法。
【請求項９】
請求項７又は８において、前記酸化物質を処理槽内に導入する量を調節することで、処理槽の温度を制御することを特徴とするアルカリ金属含有液処理装置の運転方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかにおいて、処理槽内に、前記アルカリ金属含有液を間欠的に導入することを特徴とするアルカリ金属含有液処理装置の運転方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかにおいて、前記温度調節機構として、前記アルカリ金属含有液を処理槽内に導入する量を調節することで、処理槽の温度を制御することを特徴とするアルカリ金属含有液処理装置の運転方法。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれかにおいて、前記温度調節機構として、処理槽に設けられた冷却ジャケット内を流れる流体量を調節することで、処理槽の温度を制御することを特徴とするアルカリ金属含有液の処理装置の運転方法。
【請求項１３】
請求項７〜１２のいずれかにおいて、前記アルカリ金属が金属ナトリウムであり、前記アルカリ金属含有液が金属ナトリウムを油中に分散させた液、又はそれらが前記反応系中で他の物質と混合した液であり、前記酸化物質が水であることを特徴とするアルカリ金属含有液処理装置の運転方法。
【請求項１４】
請求項７〜１３のいずれかにおいて、処理槽内に設けた電気伝導度を検知する機構によって、前記アルカリ金属含有液と前記酸化物質の反応によって生じる泡の位置を検知し、この情報を基に処理槽内に設けた攪拌機構を運転あるいは停止することを特徴とするアルカリ金属含有液処理装置の運転方法。
【請求項１５】
アルカリ金属を含有した液を反応剤の一つとして用いる反応系によって反応を生じさせた後、残存した余剰の前記アルカリ金属を消失させる目的で、水等の液状酸化物質を加える処理を行う処理装置において、反応部分から導かれた管状の部分に合流する形で、前記酸化物質を加える管を設けることを特徴とするアルカリ金属含有液の処理装置。
【請求項１６】
請求項１５において、前記アルカリ金属が金属ナトリウムであり、前記アルカリ金属含有液が金属ナトリウムを油中に分散させた液、又はそれらが前記反応系中で他の物質と混合した液であり、前記酸化物質が水であることを特徴とするアルカリ金属含有液の処理装置。
【請求項１７】
請求項１５又は１６において、前記反応部分から導かれた管状の部分と前記酸化物質を加える管が合流した管の外部に、冷却媒を流通させることを特徴とするアルカリ金属含有液の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ハロゲン化物の分解等に用いられる、アルカリ金属を含む反応液を使用する反応システムに関し、特に反応後に残存したアルカリ金属を消失させる反応装置及びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）やダイオキシンをはじめとする有機ハロゲン化物は、一般的に難分解性であり、環境中に一旦放出されると長く残存する。生物への濃縮作用や代謝されずに生体内蓄積するものもあり、環境汚染物質となるものも多い。このため、有機ハロゲン化物を容易に分解し得る技術の開発が望まれている。
【０００３】
また、従来、農薬や殺虫剤等へも有機ハロゲン化物が使用されてきているが、残留性有機汚染物質（ＰＯＰｓ）等についても、有効な分解無害化の技術の開発が求められている。
【０００４】
ＰＣＢを例にとると、焼却以外の化学処理分解に関する従来の技術としては、脱塩素化分解があり、その一つとして、アルカリ金属分散体を用いる方法がある。
【０００５】
アルカリ金属分散体を用いた脱塩素化分解法は、ＰＣＢを含む油と、金属ナトリウム等のアルカリ金属微粒子を油中に分散した液を混合して、反応を生じさせる。この際、ＰＣＢ濃度変動への対応、及び反応速度向上の理由から、用いる金属ナトリウムの量は、反応に最低限必要な量よりも多く投入することが一般的である（例えば特許文献１参照）。このため、ＰＣＢとの反応が終了した後にも、生成物中にアルカリ金属が残存している。
【０００６】
油に分散させたアルカリ金属粒子は、化学的に比較的安定ではあるが、そのまま放置しておくと、空気中の酸素や水分と反応してアルカリを形成する他、反応の際に発熱を伴い危険な状態を生じる可能性を有する。このため、反応が終了した生成物中のアルカリ金属を、酸化物質と反応させることにより、化学的により安定な形にする必要がある。
【０００７】
この様な反応後のアルカリ金属を処理する従来の技術としては、アルカリ金属塩やアルカリ金属水酸化物を１０重量％以上含んだ水溶液を加える方法がある（例えば特許文献２参照）。
【０００８】
また、反応後の液に水を混合して、混合後の液がアルカリ濃度にして１０〜
４０重量％となる様に混合量を調節し、アルカリと水を蒸留分離回収する方法もある（例えば特許文献３参照）。
【０００９】
更に、アルカリ金属を使用した場合には、反応後の残存アルカリ金属量１．０  モルに対して、１．０〜１．２モルの水を、アルカリ土類金属を使用した場合には、反応後の残存アルカリ土類金属１．０  モルに対し、２．０〜２．４モルの水を加え、油水分離の後に水分を加熱蒸発分離回収する方法もある（例えば特許文献４参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−１５０８８号公報（要約，特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開平９−２５１１８号公報（要約，特許請求の範囲）
【特許文献３】
特開２００２−１２５６１号公報（要約，特許請求の範囲）
【特許文献４】
特開２００２−１２１１５５号公報（要約，特許請求の範囲）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来技術には、いずれも、残存アルカリ金属と酸化物質の反応に際して、反応物の量的な規定は記述されているが、実際にそれらを混合する場合の手法や、それに用いられる装置の詳細，装置の運転・制御方法についての詳述がなされていない。
【００１２】
例えば、反応後の残存アルカリ金属含有液に酸化物質を混合した場合、大きな発熱を伴うが、これによって、生成物中に意図しない化合物が新たに生成する可能性もあり、後段の油水分離等の液処理に影響を及ぼすことや、予期せぬ有害物質の生成の可能性が考えられる。上述の従来技術では、この発熱に対応する技術が示されていない。
【００１３】
また、酸化物質が水素を含んでいる場合、残存アルカリ金属含有液との反応によって水素ガスを発生する場合がある。水素ガスは液中で気泡を生成し、特に反応物が有機ハロゲン化物であるとき、この分解反応を促進するために、アルコールを用いた場合等、アルカリ金属との反応で不定形固体のアルコキシドが生成液中に含まれており、これが発生した水素ガスに巻込まれることによって発泡する。泡が消えきらない場合、処理に要する時間が長時間にわたる上、水素ガスが処理槽内に残存して安全面でも問題がある。上記の従来技術では、この点についても不明確である。
【００１４】
本発明の目的は、処理時の反応による発熱を抑制して反応物変質を防止し、また、水素発生による多量の発泡を抑えて、処理時間を短縮することが可能なアルカリ金属含有液の処理装置及びその運転方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、アルカリ金属を含有した液を反応剤の一つとして用いる反応系によって反応を生じさせた後、残存した余剰の前記アルカリ金属を消失させる目的で、水等の酸化物質を加える処理を行う処理装置において、処理槽内に反応後のアルカリ金属含有液又は、前記酸化物質を噴霧又は微細流れとして導入する機構と、消泡および混合のための攪拌機構と、前記アルカリ金属含有液と前記酸化物質の反応によって生じる、処理槽内の温度変化を検出する機構と、処理槽内の温度を調整することが可能な温度制御機構を有することで解決可能となる。
【００１６】
ここで、アルカリ金属含有液又は酸化物質を、噴霧又は微細流れして導入するのは、これらの物質を微粒化することにより、表面積を増大して反応を容易にするためである。この場合、噴霧又は微細流れによる導入を間欠的に実施することによって、反応の進行を適度に保ちつつ、しかも温度上昇を小さく抑えた処理が可能である。
【００１７】
また、アルカリ金属と酸化物質を混合することによる、水素ガス発生による発泡は、処理槽に設置された攪拌機構によって消泡を速めることが可能である。更に、攪拌機構はアルカリ金属含有液と酸化物質を混合し、反応を潤滑に進行させる効果もある。
【００１８】
処理槽内の温度変化を検出する機構としては、熱電対や温度計、その他の温度測定手段があり、そこで測定した温度を信号に変換して、温度制御機構に送る機構が含まれる。
【００１９】
温度制御機構は温度変化検出機構から得た信号を基に、処理槽内の温度を一定に保つべく処理槽内の温度調節を実施するもので、これには以下の機構が考えられる。
【００２０】
すなわち、処理槽内で反応に用いるアルカリ金属含有液の投入量を調節することで、処理槽内の温度を一定に保つことができる。例えば、処理槽内の温度が大きく上昇した場合、投入するアルカリ金属含有液の量を減少することにより、発熱反応であるアルカリ金属と酸化物質の反応速度が緩やかになり、発熱量が減少して処理槽の温度上昇を抑制することが可能である。
【００２１】
また、酸化物質の投入量を調節することで、処理槽内の温度を一定に保つことができる。上記と同様に、処理槽内の温度が大きく上昇した場合、投入する酸化物質の量を減少することにより、発熱反応であるアルカリ金属と酸化物質の反応速度が緩やかになり、発熱量が減少して処理槽の温度上昇を抑制することが可能である。
【００２２】
更に、処理槽に冷却ジャケットを設けている場合には、その冷却ジャケットに流れている流体の量を調節することで処理槽内の温度を一定に保つことができる。例えば処理槽内の温度が上昇した場合、冷却ジャケットに流れる流体量を増大することで、処理槽内の温度上昇を抑制できる。
【００２３】
これらの構成は、前記アルカリ金属が金属ナトリウムであり、前記アルカリ金属含有液が金属ナトリウムを油中に分散させた液、又はそれらが前記反応系中で他の物質と混合した液であり、前記酸化物質が水である場合に、発熱量が大きく、また水素ガスによる気泡発生が顕著であることから特に有効である。
【００２４】
また、処理槽内に電気伝導度を検知する機構を設けることにより、前記アルカリ金属含有液と前記酸化物質の反応によって生じる泡の位置を検知することが可能になる。これは添加する酸化物質がアルカリ金属イオンを溶解する場合に有効である。電位電導度の検知は、対向した一対の電極間に電圧を印加しておき、電極間に電気伝導性の物質が存在するか否かで、電極間に電流が流れるか否かによって検知可能である。泡はその膜中にアルカリ金属イオンが液状酸化物質に溶解した状態になっており、このため、電極が泡の膜に接すると電流が流れ、泡の気体部分である水素では電流が流れない。例えば、電極を固定して泡が上昇する場合を考えると、泡の上面が電極設置高さに到達すると、それまで電流が流れていなかったものが、気泡膜の通過によって断続的に電流が流れ、経時的には電流がふらつく挙動となる。逆に泡が低下する場合は、泡の上面が電極位置より低くなると電流が流れなくなる。これによって消泡の進行具合を検知することが可能であり、上で示した攪拌機構をこの信号によって運転，停止することで、消泡を短時間で的確に実施する事が可能となる。
【００２５】
反応に用いた余剰のアルカリ金属を処理する方法は、上記の他に以下の技術で代用することも可能である。
【００２６】
すなわち、アルカリ金属を含有した液を反応剤の一つとして用いる反応系によって反応を生じさせた後、残存した余剰の前記アルカリ金属を消失させる目的で、水等の液状酸化物質を加える処理を行う処理装置において、反応部分から導かれた管状の部分に合流する形で、前記酸化物質を加える管を設けることで、温度上昇が少なく、気泡消泡の必要がない装置構成が可能である。またこの場合、前記アルカリ金属と前記酸化物質との混合槽も不必要となる。
【００２７】
前記反応部分から導かれた管状の部分に、前記酸化物質を加える管を合流させ、この混合液をさらに管状流路で流すことで、比較的狭い領域での混合が可能になり、攪拌を行わなくとも反応が良好に進行し、アルカリ金属の効率的な消失が可能となる。また、発生する水素は管の内部で流れるうちに次第にまとまり、気相を形成していくため、液との分離が容易である。
【００２８】
さらに、一本の管に単位時間当りに流れる量を調整することで、発熱量が調整可能であり、それが少量の場合は外部の空気との温度差で冷却することが可能である。また、流量が多い場合は、管の外部に冷却媒を流通させることで、温度の上昇を抑制することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１，図２には本発明の一例として、有機ハロゲン化物を脱ハロゲン化処理する処理システムの全体概要を示す。図１は脱ハロゲン化する処理システムの概略フロー図を示している。
【００３０】
例えば、金属ナトリウム分散体よりなるアルカリ金属分散体１である流体Ａと、有機ハロゲン化物２である流体Ｂ１、溶媒３である流体Ｂ２、水素供与体４である流体Ｂ３が予混合５の手段により十分に混合された混合液である流体Ｂとが、それぞれリアクタ６に連続供給され、流体ＡとＢが合流する合流流路を有したリアクタ６内で化学反応を行い、有機ハロゲン化物に結合しているハロゲン原子とアルカリ金属が反応し脱ハロゲン化し、反応済液Ｃがリアクタ６から排出される。
【００３１】
反応済液Ｃが、所望の脱ハロゲン化率（所望の有機ハロゲン化物濃度）になるように、流体Ａ，Ｂの供給流量を制御し、リアクタでの所定の反応条件，反応時間（リアクタ内の滞留時間）を確保した流動とすればよい。
【００３２】
特にＰＣＢの脱塩素による無害化処理の場合、反応後の処理済油中のＰＣＢ濃度を０．５ｍｇ／ｋｇ（０．５ｐｐｍ）以下としなければならない。
【００３３】
反応済液Ｃは後処理７の工程で適切に処理され、後処理後の廃液８は産業廃棄物として処分される。
【００３４】
本発明の対象となる有機ハロゲン化物としてはハロゲン原子が炭素と結合している化合物であり、例えばＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）やＰＣＢ混合油に代表される液体状のものなどである。
【００３５】
図２は図１のフローを具体的なハード構成にした実施の形態を示しており、特にＰＣＢの脱塩素化による無害化処理を行うシステムを示している。
【００３６】
ナトリウム分散体はナトリウム分散体容器１３に収納され、該容器に設けた攪拌機１４で金属ナトリウム粒子を均一に分散させた状態を保持している。本実施例では攪拌機を用いているが、超音波分散器などの分散装置であっても問題ない。ナトリウム分散体はポンプ２０でリアクタ６に所定量が供給される。
【００３７】
ナトリウム分散体の場合、活性なナトリウムは鉱油などの溶媒中に分散しており、直接空気と接触しないため空気中でも反応しないが、安全上、ナトリウム分散体容器１３は不活性ガス９と接続し、不活性ガス雰囲気下とすることが好ましい。不活性ガスとしては窒素（Ｎ２  ），アルゴンなどが用いられる。
【００３８】
ナトリウム分散体のナトリウム濃度は高いほど溶媒の量が少なくて済むので反応済液Ｃの量が低減するが、高濃度の場合、ポンプでの供給が困難となることからナトリウム濃度は１０〜２０重量％程度とするのが望ましい。
【００３９】
一方、有機ハロゲン化物であるＰＣＢ、溶媒である電気絶縁油（鉱油）、水素供与体である例えばアルコールであるイソプロピルアルコール（以下ＩＰＡと記す）は、各専用容器例えばＰＣＢ容器１０，電気絶縁油容器１１，ＩＰＡ容器１２に収納され、予混合を行う混合槽１８に各ラインに設けた各々のポンプ１５〜１７で所定量を供給する。
【００４０】
ここで、水素供与体であるＩＰＡは、ＰＣＢおよび混合している有機塩素化合物の総塩素数を基準に必要な量を供給する。理論量は、塩素１モルに対してＯＨ基１モル分を供給すればよく、ＩＰＡの場合はＩＰＡ分子１モルでＯＨ基１モルが存在するため、塩素１モルに対してＩＰＡ１モル以上を添加すればよい。
【００４１】
混合槽１８には攪拌機１９が設けてあり、ここで十分に各液体が混合される。十分に混合したＰＣＢ混合液はポンプ２１でリアクタ６に供給される。上記した混合が攪拌機などを用いることなく配管内に設置したミキサなどで速やかに行われる場合には攪拌機１９，混合槽１８，ポンプ２１を不要とすることもできる。
【００４２】
図中のＰＣＢは１００％濃度のものでも、トリクロロベンゼンなどの有機ハロゲン化物，電気絶縁油などと混和したＰＣＢ混合液であっても良く、混合槽１８で所定のＰＣＢ，ＩＰＡ濃度とすればよい。
【００４３】
リアクタ６に供給された両液はリアクタである管状の反応管内で合流（反応）してＰＣＢを脱塩素化処理し、リアクタ６から排出される。図には示していないが、リアクタ６，供給ライン，ＰＣＢ容器１０，電気絶縁油容器１１，ＩＰＡ容器１２なども温度制御し、流体温度を一定に保つことで、外気温に影響されずに安定した反応が可能となり、信頼性の高い処理システムができるメリットもある。
【００４４】
排出された反応済液Ｄは、攪拌機２３を備えた後処理槽２２に送られる。後処理槽２２では余剰の金属ナトリウムを処理するために所定量の水を水供給ポンプ３１で注入し、活性な金属ナトリウムを水酸化ナトリウムとする。この際、ナトリウムと水の反応熱により反応済液が高温となる場合は、後処理槽２２に冷却ジャケット等を設けて温度調整を行ってもよい。
【００４５】
なおここでは後処理槽は１つとしているが、これを二槽に分けて、リアクタから反応済液を導き一時溜め置く槽と、ここからポンプ等を介して次の槽に送り、ここで水を加えて、余分な金属ナトリウムを水酸化ナトリウムにするという方法も採用可能である。
【００４６】
また、金属ナトリウムと水の反応で水素が発生することから後処理槽２２には発生水素などを排気するための排気系が設置されている。排気系は主にブロア３３，活性炭３２で構成されており、後処理槽２２から排気する気体は活性炭３２を介して環境へ放出される。なお、排気系には必要に応じてオイルスクラバやコンデンサ（凝縮装置）を挿入して、一層高度な処理とする事も可能である。
【００４７】
また、処理後の処理液Ｄは油と水が混在しており、油水分離槽２４で油，水を分離し、分離した廃油と廃液をそれぞれポンプ２６，２７を用いて廃油タンク２８，廃液タンク２９に移送する。分離には静置分離，遠心分離などが用いられる。
【００４８】
タンク２８，２９内の廃油，廃液は産業廃棄物としての処理基準を確認後、適切に処分される。
【００４９】
図中のリアクタ６は前述したように管状の反応管（チューブ）で構成されており、処理量の増大に対しては、反応管の数を増し、供給流量を増大したり、１日の運転時間を延長することで対応できる。なお、ここではリアクタを管状の反応管とした例を挙げたが、リアクタ部分を槽としても差し支えない。
【００５０】
また、処理システムの起動時および停止時には、配管内のガスの排出，ナトリウム粒子の配管内の堆積を防止するため、各ラインに溶媒（電気絶縁油など）のみを供給できるように、ポンプ２０，２１の上流部には電気絶縁油容器１１からのラインが接続され切替バルブが設置されている。
【００５１】
本発明に関わるこのようなＰＣＢ処理無害化システムにおいて、後処理槽２２の部分の詳細を図３に示す。
【００５２】
後処理槽２２には、反応系から反応済液供給バルブ５４，反応済液導入管５６を介して、残存するアルカリ金属を含む反応済液が導入される。反応済液導入管５６は、後処理槽内の部分に多数の細孔を有しており、アルカリ金属含有液はここから微細流として後処理槽内に導入される。
【００５３】
一方、酸化物質である水は、水タンク３０から水供給ポンプ３１，水供給バルブ５２を通り、噴霧管５５から、処理槽内に導入される。噴霧管５５は後処理槽内の部分に多数の細孔を有しており、ここから微細な液滴として後処理槽内に導入される。
【００５４】
また、後処理槽には攪拌機構である攪拌機２３が設置されており、後処理槽内部を攪拌することが可能である。
【００５５】
更に処理槽の外部には、冷媒を流通させることのできる冷却ジャケット５９が設けられている。冷却ジャケットには、冷媒源から冷媒供給バルブ５３を介して冷媒が流入する。また冷媒は、後処理槽を冷却した後に冷却ジャケットから流出し、冷媒源に循環するか、又は冷媒が空気等の無害な気体である場合等はシステム外に放出される。
【００５６】
後処理槽にはこの他、温度検出機構として熱電対５８が設置され、液面検出機構として導通検知電極５７が設置されている。導通検知電極５７は先端に一対の電極を有し、この電極間に電流が流れるか否かを検知する。熱電対５８、及び導通検知電極５７で検知された信号は、温度信号伝達経路６１及び液面位置信号伝達経路６０を通じて、制御システム６２に接続している。
【００５７】
反応済液導入管５６から流入した反応済液中のアルカリ金属と、噴霧管５５から噴霧された水とが反応することにより、反応熱が発生して液温が上昇する。この液温の上昇を熱電対５８が検知して、温度信号伝達経路６１を介して制御システム６２に信号を送る。
【００５８】
温度上昇の信号を受けた制御システムは、反応済液供給バルブ制御信号伝達経路６５を介して反応済液供給バルブ５４の開度を調節する信号を送り、後処理槽２２に導入する反応済液の量を減少させる。この動作により、後処理槽でのアルカリ金属と水の反応が抑制され温度の上昇が抑制される。
【００５９】
制御システム６２は上記の制御と同時に、または以下の制御単独で、後処理槽の温度制御を行う。すなわち、水供給バルブ制御信号伝達経路６３を通して、水供給バルブ５２及びバイパスバルブ５１の開度を調節する信号を送り、後処理槽２２に導入される水量を減量するよう調節する。この動作により導入される水量が少なくなると、後処理槽でのアルカリ金属と水の反応が抑制され温度の上昇が抑制される。なお、ここでは水供給ポンプ３１は定量ポンプとし、バイパスバルブ５１を用いて流量調節しているが、流量可変のポンプを用いることでバイパスバルブを省略することも可能である。この場合制御システム６２からの制御信号は、バイパスバルブではなく水供給ポンプに送られる。
【００６０】
制御システム６２は上記２通りの制御のいずれか１つ以上と同時に、または以下の制御単独で、後処理槽の温度制御を行う。すなわち制御システム６２は、冷媒供給バルブ制御信号伝達経路６６を介して、冷媒供給バルブ５３の開度を調整することで、冷却ジャケットに流入する冷媒量を増量するよう調整する。これによって、後処理槽２２からの熱放散量が増すことにより、アルカリ金属と水の反応によって上昇した温度を低下することが可能になる。
【００６１】
アルカリ金属含有液と水との反応においては、水素が発生する。この際、アルカリ金属含有液に微細な固体が混入している場合、泡が発生しやすくなる。特に有機ハロゲン化物分解における水素供与体としてアルコール類を添加した場合、微粉固体のアルコキシドが混入しているため、後処理槽内の水素発生反応によってとりわけ多量の泡が発生する。
【００６２】
多量の泡の発生によって、泡の上面が導通検知電極５７に達すると、この電極に導通が生じ、この情報が液面位置信号伝達経路６０を通じて、制御システム
６２に達する。
【００６３】
この信号に応じて制御システムは、これ以上の泡の発生を防止するため、まず後処理槽内への反応物の導入を止める。これは反応済液供給バルブ制御信号伝達経路６５を通じた反応済液供給バルブ５４の閉止、及び水供給バルブ制御信号伝達経路６３を通じた水供給バルブ５２の閉止、及びバイパスバルブの開放によって達成される。この動作と共に、攪拌機制御信号伝達経路６４を通じて、攪拌機２３に対して消泡に適切な回転数での運転の指示を出す。なお、水供給の停止は、上記のバイパスバルブ開放の代わりに水供給ポンプ３１の停止によっても可能である。
【００６４】
後処理槽内にアルカリ金属含有液，酸化物質としての水を導入する方法は以下の三通りが考えられる。
【００６５】
第一の方法は、まず反応系からアルカリ金属含有液を後処理槽内に導入し、この後に水を噴霧管５５を通して後処理槽内に導入する方法である。この場合、噴霧管５５の設置は必須であるが、反応済液導入管５６のように、アルカリ金属含有液を微細流れとして後処理槽内に導く手だては必ずしも必要ではない。
【００６６】
第二の方法は、まず水を後処理槽内に導入し、その後にアルカリ金属含有液を反応済液導入管５６を通して後処理槽に導入する方法である。この場合、反応済液導入管５６の設置は必須であるが、噴霧管５５を通して水を後処理槽に噴霧することは必ずしも必要ではない。
【００６７】
第三の方法は、アルカリ金属含有液と水を同時に後処理槽内に導入する方法である。この場合は、アルカリ金属含有液は反応済液導入管５６から微細流れとして、水は噴霧管５５から噴霧することによって、それぞれ後処理槽に導入することが望ましい。
【００６８】
なお、図３に示した各構成は、あくまでも本発明の一例であって、この形態のみにとらわれる必要はない。また、必ずしも全ての構成が同時に必須というわけではなく、本発明の範囲で提示された構成に従えば、安定でスムーズな後処理が可能である。
【００６９】
図１，図２に示した有機ハロゲン化物無害化処理システム、特にＰＣＢ処理システムにおいて、後処理槽２２の部分を以下の構成で代替することも可能である。
【００７０】
すなわち図４に示すように、処理対象物である有機ハロゲン化物を含む液と、アルカリ金属含有液を混合器１０２で混合した後、これを管状反応器１０１内で反応させて処理対象物を分解無害化する。処理後の液には、余剰のアルカリ金属が含まれているので、これに酸化物質としての水を導入管１０４から導入して、混合器１０３で混合する。混合した液は後処理管１０５を通過するうちにアルカリ金属が水と反応して水酸化ナトリウム及び水素を発生する。後処理した液は油水を分離する分離処理系に送られる。
【００７１】
これらの構成は単独であっても、これらを何単位も連ねたものであっても良い。
【００７２】
後処理管１０５の外部には、後処理管内の温度を適宜に保つために、冷媒を流通させることも可能である。また、その温度制御のために、前述の後処理槽を用いる場合と同様に、温度検出手段や温度制御手段を併設することも可能である。
【００７３】
ここでは反応器として管状反応器１０１の例を示したが、反応器形状はこれに限定されるものではなく、槽状等でも、そこから反応済液を引き出す管が設置しているならば、水を混合する部位からは図４と同様な構成が可能である。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によって、反応剤のひとつにアルカリ金属を用いる反応系において、反応済液中に含まれるアルカリ金属含有液を酸化処理して、アルカリ金属を消失させる処理で発生する反応熱を抑制することが可能になる。このことにより、反応物中で予期せぬ副生成物の発生を防止することが可能となる。
【００７５】
また、酸化剤として水等の水素含有物質を用いて水素が発生する場合、多量に発生する気泡を容易に消泡することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による有機ハロゲン化物分解システムのブロック図である。
【図２】本発明の一実施例であり、ＰＣＢの分解無害化を行うシステムのフロー図である。
【図３】アルカリ金属含有液後処理の構成を示す概要図である。
【図４】アルカリ金属含有液後処理の別の構成を示す概要図である。
【符号の説明】
１…アルカリ金属分散体、２…有機ハロゲン化物、３…溶媒、４…水素供与体、５…予混合、６…リアクタ、７…後処理、８…廃液、９…不活性ガス、１０…ＰＣＢ容器、１１…電気絶縁油容器、１２…ＩＰＡ容器、１３…Ｎａ分散体容器、１４，１９，２３，２５…攪拌機、１８…混合槽、２２…後処理槽、２４…油水分離槽、２８…廃油タンク、２９…廃液タンク、３０…水タンク、３１…水供給ポンプ、３３…ブロア、５１…バイパスバルブ、５２…水供給バルブ、５３…冷媒供給バルブ、５４…反応済液供給バルブ、５５…噴霧管、５６…反応済液導入管、５７…導通検知電極、５８…熱電対、５９…冷却ジャケット、６０…液面位置信号伝達経路、６１…温度信号伝達経路、６２…制御システム、６３…水供給バルブ制御信号伝達経路、６４…攪拌機制御信号伝達経路、６５…反応済液供給バルブ制御信号伝達経路、６６…冷媒供給バルブ制御信号伝達経路、１０１…管状反応器、１０２，１０３…混合器、１０４…導入管、１０５…後処理管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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